Dissertação

{pt_PT=Dye-sensitized solar cells based on porphyrin dyes} {} CONFIRMED

{pt=DSSC é uma alternativa promissora para as tecnologias fotovoltaicas. Estes dispositivos têm sido objeto de muito estudo nos últimos anos. O semicondutor mais usado nos ânodos das DSSC é o dióxido de titânio (TiO2) devido o seu fácil acesso, baixo custo e propriedades não tóxicas. Em termos de dyes, existe a possibilidade de modificar suas propriedades óticas e, consequentemente, as respetivas conversões / eficiência do DSSC. Isso pode ser feito através de simples modificações estruturais do dye. Usou-se quatro metaloporfirinas (ZnTriPyCOOHPor, ZnTriPhCOOHPor, ZnTetraPyPor e ZnTetraPh(COOH)4)Por e uma metaloftalocianina (ZnPcH12(SPy)4). O grupo ácido carboxílico atua como aceitador de eletrões. DSSC baseado em ZnTriPyCOOHPor teve melhor desempenho, atingindo Jsc de 5,79 mA/Cm2, Voc de 407,72 mV e FF de 59,3%, correspondendo a uma eficiência total de 1,40%, o que para DSSC a base de porfirina é relativamente alto, tendo em conta as condições experimentais usadas. O ZnTetraPyPor, que não possui nenhum grupo carboxílico, teve Jsc de 0,29 mA/Cm2, Voc de 379,2 mV e FF de 50,91%, correspondendo a uma eficiência total de 0,06%, este foi o dispositivo com a menor eficiência. Relativamente às DSSC baseado nas ftalocianina, a melhor eficiência observou-se nas ZnPcH12(SPy)4, obtevendo-se Voc, Jsc e FF de 414,73 mV, 1,374 mA/Cm2 e 53,05%, respetivamente, correspondendo a uma eficiência de 0,305%. Observou-se um aumento na densidade de injeção de eletrões com a irradiação da célula., en=Dyes Sensitized Solar Cell (DSSC) represent a new promising method for the conversion of visible light. Improving the Power Conversion Efficiency (PCE) of these devices has been the subject of study in recent years. The selected semiconductor for the photo-electrode is mostly Titanium dioxide (TiO2) due to its availability, low cost and non-toxic properties. In terms of dyes, there is a possibility of modifying its optical properties and consequently their corresponding DSSC’s conversions efficiencies. This can be done by simple dye structural modifications. It has been used four different metalloporphyrins (ZnTriPyPCOOH, ZnTriPhPCOOH, ZnTetraPyP and ZnTetraPyP(COOH)4) and one metallophthalocyanine (ZnPcH12(SPy)4). Carboxylic acid group will act as electron acceptor. The DSSC based on ZnTriPyPCOOH had the best performance, and achieved a Short Circuit Current Density (Jsc) of 5.79mA/cm2, Open Circuit Voltage (Voc) of 407.72 mV and Fill Factor (FF) of 59.3%, corresponding to an overall efficiency of 1.40%, which for porphyrin-based sensitizer is relatively high. ZnTetraPyP that doesn’t have carboxylic group, achieved a Jsc of 0.29 mA/cm2, Voc of 379.2 mV and FF of 50.91%, corresponding to an overall efficiency of 0.06%, which was the device with the lowest efficiency. Regarding the DSSC based on phthalocyanine, the best one was ZnPcH12(SPy)4, with Voc, Jsc and FF of 414.73 mV, 1.374 mA/cm2 and 53.05%, respectively, reaching an efficiency of 0.305%. It was observed an increase in the density of injected electron with the irradiation of the cell.}
{pt=Sensitizadores, Porfirinas, Ftalocianina, Fotovoltaica, Eficiência, Célula Solar., en=Sensitizers, Dyes, Porphyrins, Phthalocyanines, Photovoltaic, Efficiency; Solar Cell.}

Novembro 28, 2019, 11:30

Orientação

ORIENTADOR

João Paulo Costa Tomé

Departamento de Engenharia Química (DEQ)

Professor Associado

ORIENTADOR

Cláudia Pereira

Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa

Investigador Auxiliar